乳酸菌發酵蘆筍汁

張江寧，丁衛英，張玲，韓基明，楊春*

山西省農業科學院農產品加工研究所/特色農產品加工山西省重點實驗室（太原 030031）

蘆筍（Asparagus officinalisL.）為天門冬科天門冬屬植物[1]，已成為中國出口創匯的主要蔬菜品種之一[2]。蘆筍原產于地中海及小亞細亞一帶，具有廣泛的生理活性功能，有2 000余年歷史。現代研究表明，蘆筍營養物質種類及含量豐富，含有18種氨基酸及多種微量元素，特別是硒含量高于一般蔬菜[3]，還含有蘆丁、香櫞素、槲皮素、山奈素等黃酮類化合物以及多種皂苷類化合物[4]，蘆筍作為一種防癌“明星”蔬菜，在中國、日本等國家很受推崇。蘆筍加工業產業尚處于起步階段，主要經過切片、烘干、粉碎等初級加工工藝，品種單一，在一定程度上限制蘆筍的生產應用。乳酸菌發酵蘆筍汁生產工藝研究報道較少[5-7]。試驗以蘆筍為發酵主原料，在發酵液中適當添加碳源，選用經馴化的乳酸菌作為發酵菌種，對乳酸菌蘆筍汁的發酵工藝進行優化，旨在為開發利用蘆筍資源、提高蘆筍經濟效益。

1 材料與方法

1.1 材料

蘆筍（山西省農業科學院蔬菜研究所東陽基地）；干酪乳桿菌（Lactobacillus casei，實驗室提供）。

1.2 儀器與設備

pH計（pHS-25型）；電子天平；膠體磨；立式壓力蒸汽滅菌器筒；單人凈化工作臺；恒溫培養箱；電熱鼓風恒溫干燥器。

1.3 方法

1.3.1 發酵蘆筍的制備

1.3.2 部分操作要點

破碎磨漿：將蘆筍去葉，清洗后切成小塊，按照蘆筍與水質量比2∶1使用膠體磨進行破碎，得到蘆筍漿。

滅菌：將蘆筍汁煮沸并保持30 min。

接種及發酵：待滅菌的蘆筍汁冷卻至40℃后，將干酪乳桿菌的初始活菌接種于蘆筍汁。

1.3.3 測定指標與測定方法

pH采用pH計測定。

1.3.4 不同碳源對發酵蘆筍汁pH的影響

碳源是乳酸菌生長代謝重要的物質之一，添加10%葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、可溶性淀粉、甘油、玉米粉作為附加碳源，發酵溫度35℃，發酵時間19 h，研究其對發酵蘆筍汁pH的影響，確定最適碳源。

1.3.5 不同碳源濃度對發酵蘆筍汁pH的影響。

分別選取最適碳源添加量5%，10%，15%和20%的4個水平，發酵溫度35℃，發酵時間19 h，研究其對發酵蘆筍汁pH的影響，確定最適碳源濃度。

1.3.6 不同接種量對發酵蘆筍汁pH的影響。

發酵過程中，接種量與菌體的生長繁殖速度、次級代謝產物的合成密切相關。分別接入5%，10%，15%和20%的4個水平乳酸菌，研究其對蘆筍汁pH的影響，

1.3.7 發酵溫度對發酵蘆筍汁pH的影響

分別選用發酵溫度25，30，35和40℃，發酵時間19 h，研究其對發酵蘆筍汁pH的影響。

1.3.8 發酵時間對發酵蘆筍汁pH的影響

分別研究發酵時間為10，15，20和25 h的4個水平，發酵溫度35℃，發酵時間19 h，研究其對發酵蘆筍汁pH的影響

2 結果與分析

2.1 不同碳源對發酵蘆筍汁pH的影響

不同碳源對發酵蘆筍汁pH的影響如圖1所示。添加不同碳源都能不同程度的影響其酸度，其中蔗糖作為附加碳源時對其酸度影響最大，發酵19 h后酸度達到3，與其余幾種碳源有顯著差異，說明乳酸菌對蔗糖的利用較好，有利于乳酸積累。葡萄糖、麥芽糖、甘油、可溶性淀粉、玉米粉作為添加碳源時，對蘆筍汁pH的影響逐漸減小，因此蔗糖可作為最適碳源。

圖1 碳源種類對發酵蘆筍汁pH的影響

2.2 蔗糖濃度對發酵蘆筍汁pH的影響

蔗糖添加量為5%時，蘆筍汁酸度雖然有所降低，但變化不大，這是因為糖濃度較低時，乳酸菌可利用碳源較少，生長受到限制，產酸能力有限；蔗糖添加量為10%時，pH最低，隨著蔗糖添加量增加，pH變化不大。蔗糖含量為10%時，完全可以滿足乳酸菌發酵所需碳源，過多不僅造成浪費，而且影響產品口感，因此綜合考慮蔗糖添加量確定為10%。

2.3 接種量對發酵蘆筍汁pH的影響

結果如圖3所示，接種量為5%時，pH變化不明顯，說明接種量較低時，易形成不良生長環境，菌體在發酵過程中生長較慢，因此代謝物質較少，發酵時間長，成本高；隨著接種量增加，蘆筍汁pH降低，接種量為10%時，趨于穩定，之后雖然pH有所降低但變化不大，但接種量過大時又會使菌體生長過快，營養物質迅速消耗主要用于菌體生長，不利于后期次級代謝產物的合成，因此pH變化也不明顯，因此確定接種量為10%。

圖2 蔗糖濃度對發酵蘆筍汁pH的影響

圖3 接種量對發酵蘆筍汁pH的影響

2.4 發酵溫度對發酵蘆筍汁pH的影響

由圖4，發酵溫度25℃時，pH變化不明顯，說明該溫度不利于乳酸菌生長；發酵溫度為35℃時，蘆筍汁pH降低最快，說明在最適溫度下，直接影響乳酸菌生長，促進乳酸產生。發酵溫度為40℃時，蘆筍汁pH有所降低，但并不徹底，因此確定發酵溫度為35℃。

圖4 發酵溫度對發酵蘆筍汁pH的影響

2.5 發酵時間對發酵蘆筍汁pH的影響

從圖5中可以看出，在發酵前10 h，pH變化不明顯，這是因為接種初期，糖濃度產生滲透壓影響乳酸菌生存環境，發酵產生一定延滯期，而這種滲透脅迫只是暫時的，糖被吸收后，內部和外部的糖濃度很快達到平衡，才能進入生長速度相對恒定的對數生長期。因此，培養20 h時，pH降至最低，之后趨于穩定。因此綜合考慮，選擇培養時間為20 h。

圖5 發酵時間對對發酵蘆筍汁pH的影響

3 結論

結果表明，乳酸菌發酵蘆筍汁的最佳工藝組合為：蘆筍汁中加入10%蔗糖，接種量10%，發酵溫度35℃，發酵時間20 h。不同碳源能不同程地影響其酸度，但蔗糖對其pH影響最顯著；乳酸菌接種量是影響pH的重要參數之一，接種量較低時，菌體在發酵過程中生長較慢，但接種量過大時也不利于后期次級代謝產物合成；發酵溫度是影響發酵成敗的關鍵因素，溫度過低或過高乳酸菌生長受到限制。